潜熱蓄熱材の凝固結晶可視化による過冷却特性の把握

摘要

過冷却現象が顕著に現れるPCMは,熱媒温度の設定によっては凝固が開始されず，蓄·放冷鼉が大幅に減少する場合があるため，PCMの過冷却とその解除現象の詳細を把握することは重要である。そこで本研究では，PCMの凝固開始時における凝固結晶の生成及び成長の様子を可視化できる装置を製作し,過冷却特性の詳細を調査する実験を行った。その結果，本PCMは，過冷却解除温度まで冷却された時に樹枝状結晶が複数生成され，それが成長することにより過冷却が解除されて相変化温度まで急上昇することが確認されお。また，過冷却時の温度上昇は，凝固結晶が生成された場合と，過冷却状態のPCM周囲に存在する凝固結晶からの熱移動による場合があることが示された。さらに，PCMの凝固特性は，冷却·加熱を繰り返しても大きく変化しないことが確認され，PCM封入素材に関する知見が得られた。